二 化石能源将成为人类不可承受之重

人类跨入工业文明两百多年来，煤炭、石油、天然气等化石燃料成为能源中的主力。近几十年来，随着核电和可再生能源的发展，传统能源比例虽有所下降，但仍占80%以上。据国际能源署（IEA）统计，2011年，全球一次能源供应中石油占31.5%，煤炭占28.8%，天然气占21.3%，三者合计占81.6%（见图1-9、图1-10）。未来几十年，石油和煤炭的比重将进一步下降，但天然气比重将上升，化石燃料仍将是人类的主要能源。正如有些学者指出的，人类近现代以来的工业文明是建立在碳基上的。若干年后，当人们回顾这段历史时，可能将这个时期的人叫作“化石燃料人”，将这个时代叫作“碳时代”。

对“碳时代”还能繁荣多久这一问题，各界历来争论不休。有学者提出，化石燃料正濒临枯竭，“碳时代”即将结束。有人则反对称，几十年来，随着探明可采储量的不断增长，石油、煤炭和天然气的储采比始终没有发生大的变化，没有迹象表明化石燃料即将枯竭。有科学家认为，化石燃料燃烧释放的二氧化碳（CO2）制造了温室效应，正在导致全球气候变暖，如不采取措施，地球环境将发生不可逆转的灾难性变化。反对者则认为，地球有其自身的运动变化规律，人类活动对地球环境的影响微乎其微，气候变化纯粹是伪命题。众说纷纭，莫衷一是，但可以肯定的是，世界各国已经普遍认识到，人类赖以生存的地球环境正在因为人类的活动而面临越来越大的风险，一个绿色、健康、可持续发展的地球的维持需要全世界付出共同的努力，其中很重要的一点就是能源的可持续问题。以化石燃料为主的能源体系正面临三大挑战。

（一）世界能源供需矛盾日渐突出

现在看来，能源供应总体趋紧在未来很长一段时间将成为趋势，能源安全形势严峻。工业化以来，世界能源消费总量快速增长。据英国石油公司统计，仅1986～2011年，世界一次能源消费总量就增长了近七成，年均增长约2%；进入21世纪以来，这一增速进一步加快，从2001年的9434百万吨标油（Mtoe）到2011年的12275 Mtoe，年均增长率达2.7%（见图1-11）。今后一段时间，世界经济复苏，特别是新兴经济体持续保持快速增长，将继续拉动世界能源消费整体增长。英国石油公司预计，2010～2030年，世界一次能源消费将增加39%，年均增长1.6%。

与此同时，化石能源的不可再生性和有限储量却是不争的事实。尽管对石油峰值的说法还有争论，但就连IEA也承认这一峰值正在迫近。目前，世界大部分油田都进入了成熟期，许多大型油田的产量出现了超出预期的下降。新发现的石油资源越来越少，近几年发现的较大规模油田大都在海上，且大部分在深海，勘探开发的难度越来越大。虽然近年来国际油价持续高企，但全球石油产量却未见大的增长（见图1-12）。据英国石油公司统计，截至2011年底，全球煤炭储采比为112，天然气为63.6，而石油仅为54.2。

世界经济高度依赖石油，居高不下的国际油价不利于世界经济的可持续发展。根据英国石油公司的数据，进入21世纪，国际油价快速上涨，2008年国际金融危机爆发前，突破每桶100美元，按可比价格计算，已超过20世纪70年代石油危机时的价格（见图1-13）。

2011年，国际油价更是突破每桶110美元，创下历史第二高价，仅次于1864年。国际油价除受供求关系影响外，还受经济形势、地缘政治（特别是中东地区政治局势）、投机等因素影响。最近一段时间以来，新兴市场需求持续快速增加、中东地区政局动荡、国际游资投机炒作频繁等导致国际油价持续高位运行，对世界经济复苏和增长的不利影响将长期存在。

（二）环境污染

工业化伴随的环境污染侵蚀着人类的家园，而化石能源是空气污染的重要源头。化石燃料燃烧释放出二氧化硫、氮氧化合物、一氧化碳、粉尘等大气污染物，是造成酸雨、雾霾、浮尘天气的主要原因。发达国家在工业化早中期都出现过严重的空气污染，例如20世纪中期发生的“伦敦烟雾事件”（见专栏1-1）和“洛杉矶光化学烟雾事件”（见专栏1-2）都曾震惊世界。历史上，这些国家都曾花费大量人力物力治理环境污染，后来随着能源消费结构的变化和能源利用技术的进步，污染问题才变得不那么突出。现在，包括中国在内的一些发展中国家处在快速工业化过程，似乎正在重蹈发达国家的覆辙，生态环境问题日益突出，社会各方面反映强烈。近年来，我国东部地区出现大范围雾霾，其中一个重要原因就是燃煤烟尘和汽车尾气排放。而要治理空气污染，重新获得蓝天白云，除大力推广清洁燃烧技术外，降低化石燃料使用比重才是根本之策。

专栏1-1 伦敦烟雾事件

1952年12月5～8日，伦敦连续数日寂静无风，由于当地多采用燃煤采暖和发电，在逆温层的作用下，燃煤产生的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、粉尘等气体与污染物在城市上空蓄积，引发大雾天气。毒雾导致许多市民呼吸困难、眼睛刺痛，发生哮喘、咳嗽等呼吸道症状的病人明显增多，死亡人数短短4天内达4000人，此后两个月内又有近8000人死于呼吸系统疾病。

专栏1-2 洛杉矶光化学烟雾事件

洛杉矶位于美国西南海岸，西面临海，三面环山，是一个商业、旅游业发达的港口城市。20世纪40年代初期，全市250多万辆汽车每天消耗约1600万升汽油，向大气排放大量碳氢化合物、氮氧化物、一氧化碳。这些废气在强烈的阳光紫外线照射下，形成以臭氧为主的光化学烟雾。这种浅蓝色烟雾使人产生眼睛发红、咽喉疼痛、呼吸憋闷、头晕头痛等症状。1955年，因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上老人达400人。1970年，约有75%的市民患上了红眼病。

（三）气候变化

化石燃料燃烧几乎排放了人类活动所能产生的绝大部分二氧化碳（见图1-14）。随着能源消费不断增长，二氧化碳排放也随之增长，目前并没有得到有效控制（见图1-15）。根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）《气候变化第四次评估报告》，地球大气中的二氧化碳浓度已从工业革命前的280ppm上升到2007年的379ppm，全球平均温度在近百年内上升了0.74℃。报告指出，气候系统变暖是毋庸置疑的，目前从全球平均气温和海温升高、大范围积雪和冰融化以及全球平均海平面上升的观测中可以看出，气候系统变暖是明显的（见图1-16）。2013年5月，位于美国夏威夷的冒纳罗亚天文台二氧化碳监测站发布监测报告称，其记录的大气二氧化碳浓度达到399.72ppm，即将超过400ppm大关。而另一位于北极地区的大型二氧化碳监测站记录的二氧化碳浓度，早在2012年就已经超过400ppm。2013年9月，IPCC批准《气候变化第五次评估报告》第一工作组报告，再次给出人类活动导致气候变化的证明（见图1-17）。

一些气候研究专家认为，二氧化碳浓度达到400ppm是气候变化发生不可逆转改变的临界值，超过该临界值，全球气温将上升2℃。全球变暖对地球生态系统的影响是负面的。在2013年华沙气候变化大会上，世界银行发布报告称，过去30年，自然灾害已给全世界造成超过2.5亿人丧生和3.8万亿美元经济损失，其中近3/4的损失是由极端天气造成的。世界银行专家指出，极端天气造成的损失正在不断增加，20世纪80年代年均损失为500亿美元，而过去10年的年均损失已接近2000亿美元。有科学家预言，全球平均温度到21世纪末至少再上升3℃，将导致大量物种灭绝。但也有科学家认为，将温度升高与大气中二氧化碳浓度严格对应起来，缺少坚实的科学依据，由于气温和海平面上升等都要经历一个相对漫长的时期，生态系统有足够的时间进行适应性调整，气候变化对地球环境的影响不会像有些科学家预测的那么严重。

虽然科学界对气候变化的认识还存在不确定性，但国际社会对其现实和未来趋势已经基本达成共识。至今已有195个国家批准《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC），缔约方一致同意采取行动保护全球气候，并且这一努力一直在继续。而要达到减排目标，就必须逐步减少化石能源使用。但各国从自身的国家利益考虑，关于应对气候变化的国际谈判异常艰难，发达国家和发展中国家就气候保护目标、减排责任、财政投入等方面尚未达成一致。